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氧化锆耐火材料性能及产品介绍

   
    作为耐火材料的氧化锆,根据难以被熔融金属熔融的性能,被应用于熔融金属的坩埚等,由于原料成本和ZrO2的晶相转变伴随体积变化等原料状况和生产技术方面的问题,一般是很少采用的。近年来由于连铸的发展和玻璃的高质量化,及精密的陶瓷发展促进了具有优良性能氧化锆耐火材料的开发各种熔铸或烧成氧化锆耐火材料已获得实际应用。
    1.氧化锆基本性能
    纯净的氧化锆是白色固体,含有杂质时会显现灰色或淡黄色,添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为123.22,理论密度是5.89g/cm3,熔点为2715℃。通常含有少量的氧化铪,难以分离,但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态:单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现,加热到1100℃左右转变为四方相,加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化,冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化,容易造成产品的开裂,限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后,四方相可以在常温下稳定,因此在加热以后不会发生体积的突变,大大拓展了氧化锆的应用范围。
    纯的氧化锆是一种高级耐火原料,具有高硬度,高强度,高韧性,极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能,其熔融温度约为2900℃它可提高釉的高温粘度和扩大粘度变化的温度范围,有较好的热稳定性,其含量为2%-3%时,能提高釉的抗龟裂性能。还因它的化学惰性大,故能提高釉的化学稳定性和耐酸碱能力,还能起到乳浊剂的作用。氧化锆材料已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、光纤通信、钟表饰品、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。另外氧化锆还可用于白热煤气灯罩、搪瓷、白色玻璃、耐火坩埚等的制造。
    2、氧化锆应用领域 
    氧化锆从20世纪20年代初就被应用于耐火材料领域,直至今天在耐火材料领域仍然占有一席之地。
    (1)、氧化锆制品
    氧化锆作为耐火材料主要用在大型玻璃池窑的关键部位,早期使用的锆质耐火材料,其氧化锆含量仅为33%~35%, 现在研制成功含氧化锆94%~99%的锆质耐火材料,将其使用在玻璃窑顶部和关键部位,大大提高了玻璃窑的寿命。
    (2)氧化锆坩埚
    氧化锆的熔点比锆高2700℃,是自然界中耐火性能最好的材料之一。它的导热性能差,但导电能力很强,沆蚀能力也很强,即使加热到1900多摄氏度也不会跟熔融的铝、铁、镍、铂等金属、硅酸盐和酸性炉渣发生作用。氧化锆坩埚纯度达到99.9,密度为6.00,最高使用温度为2200度,因而可以用它来制造熔炼贵金属的坩埚、耐火管、耐热玻璃和耐热搪瓷等。在搪瓷和玻璃中加入二氧化锆可以使它们增强抵抗酸、碱腐蚀的能力。
    (3)氧化锆耐火纤维
    氧化锆纤维是一种多晶陶瓷纤维,它除具有一般陶瓷纤维的特性外,还具有熔点高(2600℃)、耐高温(2200℃)、抗氧化、耐腐蚀、热传导率低等优良特性,在无机纤维材料中占有特殊的位置,是一种高性能的隔热和耐腐蚀材料,另外,氧化锆纤维在高温下具有很小的蒸气压,1370℃时蒸气压为1.064×9-10Pa,是真空中应用的理想隔热材料,在保温绝热应用领域有着重要地位。
    3.氧化锆发展前景
    随着现代科学技术和测试技术的发展,人类对于氧化锆的认识必将更进一步深入,氧化锆定会以新的面貌出现,近几年国内的一些公司已能够生产高质量超细氧化锆粉体,且大部分产品出口,但是在粉料制备方面仍然整体处于较落后水平,今后的发展应朝着超细、高纯 方向发展,产品制造方面应朝着新功能、新应用领域方向发展,不断扩大氧化锆应用领域。

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